專利名稱：夾緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種夾緊裝置，更具體來講，本發(fā)明涉及這樣一種裝置其用于將工件卡盤等的可動構(gòu)件夾壓到基準(zhǔn)構(gòu)件上，其中的基準(zhǔn)構(gòu)件例如是機(jī)床的工作臺。
背景技術(shù)：
例如，專利文件1中就公開了這種類型的夾緊裝置。如該文件的圖1所示，專利文件1所公開的夾緊裝置是按照這樣的方式構(gòu)成的多個工件基準(zhǔn)塊和可動的夾鉗被連接到夾具上，工件的基準(zhǔn)塊上設(shè)置有靜止的夾壓基準(zhǔn)面，且工件的被加工表面能與靜止的夾壓基準(zhǔn)面緊密地接觸，并被支撐在該基準(zhǔn)面上。所述夾具被緊固在機(jī)床的床身上。在位于各個工件基準(zhǔn)塊上端的靜止夾壓基準(zhǔn)面的中心處，鉆制了噴射孔，且該噴射孔與壓縮空氣源相連通。
利用上述的結(jié)構(gòu)，通過從噴射孔進(jìn)行射流，可將切削加工過程中產(chǎn)生的切屑掃吹走，從而當(dāng)對工件進(jìn)行夾壓時，可防止切屑被夾在靜止的夾壓基準(zhǔn)面與工件的被加工表面之間。
專利文件1日本未審查專利公開第S54-17580號。

發(fā)明內(nèi)容
但是，對于專利文件1所公開的上述結(jié)構(gòu)，無法檢測所執(zhí)行的夾緊操作是否正確，也就是說，無法判斷夾緊操作是否使得工件的被加工表面與靜止的夾壓基準(zhǔn)面完全緊密地接觸。例如，如果諸如切屑等的異物未被來自于噴射孔的射流完全清除掉，而是被夾在靜止的夾壓基準(zhǔn)面與被加工表面之間，從而形成了間隙，則即使在這樣的情況下，也無法檢測到所述的間隙。
結(jié)果就是，即使出現(xiàn)了上述的非正常夾緊情況，切削加工也會繼續(xù)進(jìn)行，而不會中止。因而，切削加工的精度會降低，在極端的情況下，甚至?xí)霈F(xiàn)刀具斷裂等故障。
上文描述了本發(fā)明所要解決的問題，下面將介紹用于解決這些問題的措施以及所能達(dá)到的效果。
(1)根據(jù)本發(fā)明的夾緊裝置是按照這樣的方式構(gòu)成的例如分別如圖1(a)到圖8所示的那樣，插塞部分27從基準(zhǔn)構(gòu)件2突伸出，從而可被插入到開口在可動構(gòu)件3上的孔洞5中，在插塞部分27的外周面上制有配合表面16，該表面能與孔洞5的內(nèi)周面進(jìn)行配合，在配合表面16上制有通流孔38，當(dāng)配合表面16與孔洞5的內(nèi)周面緊密接觸時，通流孔38被孔洞5的內(nèi)周面封閉。
在本文中，“夾緊裝置”一詞是指這樣的裝置其能將可動構(gòu)件3連接到基準(zhǔn)構(gòu)件2上，并能將可動構(gòu)件3與基準(zhǔn)構(gòu)件2拆分開，還能限制可動構(gòu)件3相對于基準(zhǔn)構(gòu)件2在至少一個軸向的運動。
采用這樣的結(jié)構(gòu)，就能通過檢測通流孔38處的壓力來判斷配合表面16是否已與孔洞5的內(nèi)周面緊密地接觸。在諸如切屑等的異物被夾在配合表面16與孔洞5內(nèi)周面之間而形成間隙的情況下，上述結(jié)構(gòu)能正確地檢測出該間隙，因而，本發(fā)明提供了一種適于實現(xiàn)自動控制的結(jié)構(gòu)。特別是，對于與專利文件1所公開的上述結(jié)構(gòu)不同的一類夾緊裝置，由于插塞部分27被隱藏在孔洞5中，所以，從視覺上判斷是否實現(xiàn)了正確的夾緊將是非常困難的，其中，在后一類型的夾緊裝置中，插塞部分27的外周面(配合表面)與孔洞5的內(nèi)周面緊密地接觸，以執(zhí)行夾緊操作。但本發(fā)明的結(jié)構(gòu)能容易而可靠地實現(xiàn)對非正常夾緊的檢測。
(2)在本文中，優(yōu)選地是，加壓流體被從通流孔38噴出。這一結(jié)構(gòu)的有利之處在于通過向通流孔38輸送高壓的加壓流體，配合表面16與孔洞5內(nèi)周面之間即使存在細(xì)微的間隙也能被可靠地檢測出來，從而可判斷出非正常夾緊的狀況。
(3)另外，還希望利用加壓流體進(jìn)行清潔。采用這樣的設(shè)計，能利用來自于通流孔38的射流將粘附到配合表面16和/或孔洞5內(nèi)周面上的異物清除掉?？赡苓M(jìn)入到孔洞38中的異物也會被射流吹出而去掉，從而提高了對非正常夾緊狀況進(jìn)行檢測的可靠性。
(4)文中，將壓縮空氣用作加壓流體將是理想的。在此情況下，可采用機(jī)械上簡單的結(jié)構(gòu)來檢測非正常夾緊狀況。
(5)但是，還可將流體吸入到通流孔38中。在需要無塵條件、例如清潔車間的情況下，這樣的結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的。
(6)在本文中，例如圖3(b)所示，優(yōu)選地是設(shè)置了多個通流孔38。采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計，即使其中某一通流孔38被切屑等異物不利地阻塞、從而無法檢測非正常的夾緊狀況，但只要不是所有的通流孔38都被堵塞了，就能完成對非正常夾緊的檢測。因而，能提高對非正常夾緊狀況進(jìn)行檢測的可靠性。
(7)另外，例如圖3(b)所示，沿圓周方向設(shè)置多個通流孔38將是理想的。采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能將例如圖4所示的狀態(tài)正確地檢測為非正常的夾緊狀況，其中，圖4所示的狀態(tài)也即是雖然配合表面16未與孔洞5內(nèi)周面完全緊密地接觸，但由于插塞部分27的軸線與孔洞5的軸線不對正，所以在偶然情況下，其中的一個通流孔38會被孔洞5的內(nèi)周面封閉。簡言之，采用這樣的結(jié)構(gòu)，能正確地檢測出圖4所示的非正常夾緊狀態(tài)。
(8)在本文中，例如圖3a和圖3b所示，理想地是在設(shè)置于基準(zhǔn)構(gòu)件2中的殼體9上設(shè)置用于輸送加壓流體或排出流體的流體通口39，且該通口39借助于通道42而分出支路，并與各個通流孔38相連通。采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計，不僅在所有通流孔38未被封閉的情況下，而且在只有部分通流孔未被封閉的情況下，通過檢查流體通口39處的壓力就能正確地檢測出非正常的夾緊狀況。另外，由于在通道42處流體通口39分出支路、并與各個通流孔38連通，所以可獲得機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單的流體通道。
(9)例如圖1(a)和圖1(b)所示的那樣，本發(fā)明是按照這樣的方式構(gòu)成的中心支柱12從基準(zhǔn)構(gòu)件2突伸出，以便于插入到開口在可動構(gòu)件3上的孔洞5中，中心支柱12上設(shè)置有傾斜的外表面13，該外表面隨著向突伸方向的前端延伸而向軸線逐漸接近，在傾斜外表面13的外側(cè)設(shè)置了環(huán)形的中間構(gòu)件15，該構(gòu)件的圓周方向上的至少一個部分可以在膨脹方向和收縮方向上變形，中間構(gòu)件15上設(shè)置有平直的外表面16，該外表面能與孔洞5的內(nèi)周面相配合，中間構(gòu)件15上還設(shè)置有面對著傾斜的外表面13的傾斜內(nèi)表面17，牽拉構(gòu)件21軸向可動地插入到中心支柱12中，且牽拉構(gòu)件21與中間構(gòu)件15相連，在基準(zhǔn)工件2中設(shè)置了鎖定裝置和釋放裝置，鎖定裝置借助于牽拉構(gòu)件21將中間構(gòu)件15移動向基端以進(jìn)行鎖定，而釋放裝置借助于牽拉構(gòu)件21將中間構(gòu)件15移動向前端以進(jìn)行釋放，通流孔38開口在中間構(gòu)件15的平直外表面16上，當(dāng)中間構(gòu)件15進(jìn)行運動以實現(xiàn)鎖定、平直的外表面16與孔洞5的內(nèi)周面緊密地接觸時，通流孔38被孔洞5的內(nèi)周面封閉。
采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過檢查通流孔38處的壓力，就能判斷中間構(gòu)件15的平直外表面16是否與孔洞5的內(nèi)周面緊密地接觸。因而，在諸如切屑等異物被夾在中間構(gòu)件15的平直外表面16與孔洞5的內(nèi)周面之間而形成間隙的情況下，能正確地檢測出該間隙，從而獲得了適于實現(xiàn)自動控制的結(jié)構(gòu)。
(10)在本文中，例如圖1(a)和圖1(b)所示，優(yōu)選地是，在設(shè)置于基準(zhǔn)構(gòu)件2中的殼體9上設(shè)置用于輸送加壓流體或排出流體的流體通口39，在殼體9內(nèi)部設(shè)置了流體通道40，且流體通道40與流體通口39相連，流體通道40上設(shè)置有中繼開口41，其位于中心支柱12的傾斜外表面13上，通流孔38被設(shè)置成這樣其一端開口在平直的外表面16上，另一端開口在傾斜的內(nèi)表面17上，且另一端面對著中繼開口41。采用這樣的結(jié)構(gòu)，能通過檢查流體通口39一側(cè)的壓力容易地檢測出是否出現(xiàn)了非正常夾緊的狀況。
(11、12)在文中，例如圖3(b)所示，優(yōu)選地是，設(shè)置了多個通流孔38，尤其是沿圓周方向設(shè)置了多個通流孔。利用這樣的結(jié)構(gòu)，如第(6)和第(7)種情況那樣，能提高對非正常夾緊狀況進(jìn)行檢測的可靠性。
(13)應(yīng)當(dāng)指出的是例如圖3(b)所示那樣，流體通道40優(yōu)選地與槽42連通，該槽42被制在圓周方向上，且其位于中心支柱12的傾斜外表面13、或者中間構(gòu)件15的傾斜內(nèi)表面17中的至少一個表面上，通流孔38處于傾斜內(nèi)表面17一側(cè)的開口面對著槽42。在這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于流體通道40在圓周方向的槽42處分出支路，并與各個通流孔38相連通，所以可形成機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單的流體通道。
(14)例如圖1(a)和圖3(a)所示，還優(yōu)選地是牽拉構(gòu)件21能將可動構(gòu)件3拉向基準(zhǔn)構(gòu)件2一側(cè)。由此，形成了一種機(jī)械上簡單的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能限制可動構(gòu)件3沿中心支柱12軸線的運動。
(15)例如圖5(a)和圖5(b)所示那樣，本發(fā)明可按照這樣的方式構(gòu)成中心支柱12從基準(zhǔn)構(gòu)件2突伸出，以便于插入到開口在可動構(gòu)件3上的孔洞5中，中心支柱12上設(shè)置有傾斜的外表面13，該外表面隨著向突伸方向的前端延伸而向軸線逐漸接近，在傾斜外表面13的外側(cè)設(shè)置了多個可在徑向上移動的加壓構(gòu)件43，且加壓構(gòu)件43上設(shè)置有平直的外表面16，該外表面能與孔洞5的內(nèi)周面進(jìn)行配合，加壓構(gòu)件42上還設(shè)置有面對著傾斜的外表面13的傾斜內(nèi)表面17，牽拉構(gòu)件21軸向可動地插入到中心支柱12中，且牽拉構(gòu)件21與加壓構(gòu)件43相連，在基準(zhǔn)構(gòu)件2中設(shè)置了鎖定裝置和釋放裝置，鎖定裝置借助于牽拉構(gòu)件21將加壓構(gòu)件43移動向基端以進(jìn)行鎖定，釋放裝置借助于牽拉構(gòu)件21將加壓構(gòu)件43移動向前端以進(jìn)行釋放，通流孔38開口在加壓構(gòu)件43的平直外表面16上，當(dāng)加壓構(gòu)件43進(jìn)行運動以實現(xiàn)鎖定、平直的外表面16與孔洞5的內(nèi)周面緊密地接觸時，通流孔38被孔洞5的內(nèi)周面封閉。
采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過檢查通流孔38處的壓力，就能判斷加壓構(gòu)件43的平直外表面16是否與孔洞5的內(nèi)周面緊密地接觸。因而，在諸如切屑等異物被夾在加壓構(gòu)件43的平直外表面16與孔洞5的內(nèi)周面之間而形成間隙的情況下，能正確地檢測出該間隙，從而獲得了適于實現(xiàn)自動控制的結(jié)構(gòu)。
(16)此處，理想地是在設(shè)置于基準(zhǔn)構(gòu)件2中的殼體9上設(shè)置了用于輸送加壓流體或排出流體的流體通口39，在殼體9內(nèi)部設(shè)置了流體通道40，且流體通道40與流體通口39相連，流體通道40上設(shè)置有中繼開口41，其位于中心支柱12的傾斜外表面13上，通流孔38被設(shè)置成這樣其一端開口在平直的外表面16上，另一端開口在傾斜的內(nèi)表面17上，且另一端面對著中繼開口41。采用這樣的結(jié)構(gòu)，通過檢查流體通口39這一側(cè)的壓力能容易地檢測出是否出現(xiàn)了非正常夾緊的狀況。
(17、18)此處，例如圖5(b)所示，優(yōu)選地是，設(shè)置了多個通流孔38、尤其是沿圓周方向設(shè)置了多個通流孔。利用這樣的結(jié)構(gòu)，如第(6)和第(7)種情況那樣，能提高對非正常夾緊狀況進(jìn)行檢測的可靠性。
(19)例如圖5(a)所示，還優(yōu)選地是牽拉構(gòu)件21能將可動構(gòu)件3拉向基準(zhǔn)構(gòu)件2一側(cè)。由此，形成了一種機(jī)械上簡單的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能限制可動構(gòu)件3沿中心支柱12軸線的運動。
(20)例如圖6(a)所示的那樣，本發(fā)明是按照這樣的方式構(gòu)成的中心支柱12從基準(zhǔn)構(gòu)件2突伸出，以便于插入到開口在可動構(gòu)件3上的孔洞5中，可在徑向上膨脹和收縮的內(nèi)套管61被支撐在中心支柱12上，并能沿中心支柱12的軸線移動，在內(nèi)套管61的外周面上制有錐形的外表面13，在內(nèi)套管16的外側(cè)布置了可在徑向上膨脹和收縮的外套管71，在外套管71的內(nèi)周面上形成了錐形的內(nèi)表面17，其可與錐形的外表面13實現(xiàn)錐形接合，在外套管71的外周面上形成了平直的表面16，其能與孔洞5的內(nèi)周面進(jìn)行配合，設(shè)置了推進(jìn)裝置25，其在緊固所述錐形接合的方向上對內(nèi)套管61施壓，通流孔38開口在平直的外表面16上，當(dāng)平直的外表面16與孔洞5的內(nèi)周面緊密地接觸時，通流孔38被孔洞5的內(nèi)周面封閉。
采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過檢查通流孔38處的壓力，就能判斷外套管17的平直外表面16是否與孔洞5的內(nèi)周面緊密地接觸。因而，在諸如切屑等異物被夾在外套管17的平直外表面16與孔洞5的內(nèi)周面之間而形成間隙的情況下，能正確地檢測出該間隙，從而獲得了適于實現(xiàn)自動控制的結(jié)構(gòu)。
(21)此處，例如圖6(a)所示的那樣，優(yōu)選地是在設(shè)置于基準(zhǔn)構(gòu)件2中的殼體9上設(shè)置了用于輸送加壓流體或排出流體的流體通口39，在殼體9內(nèi)部設(shè)置了流體通道40，且流體通道40與流體通口39相連，流體通道40上設(shè)置有中繼開口41，其位于中心支柱12的外周面上，通流孔38被設(shè)置成這樣其一端開口在平直的外表面16上，另一端開口在錐形的內(nèi)表面17上，且另一端通過連通孔79與中繼開口41相連，其中的連通孔79以貫通的方式制在內(nèi)套管61中。采用這樣的結(jié)構(gòu)，通過檢查流體通口39這一側(cè)的壓力能容易地檢測出是否出現(xiàn)了非正常夾緊的狀況。
(22、23)應(yīng)當(dāng)指出的是盡管未在圖中表示出，但優(yōu)選地是，設(shè)置了多個通流孔38，尤其是沿圓周方向設(shè)置多個通流孔。利用這樣的結(jié)構(gòu)，如第(6)和第(7)種情況那樣，能提高對非正常夾緊狀況進(jìn)行檢測的可靠性。
(24)盡管也未在圖中表示出，但優(yōu)選地是流體通道40與制在圓周方向上的槽連通，該槽位于內(nèi)套管61的傾斜外表面13、或者外套管71的傾斜內(nèi)表面17中的至少一個表面上，通流孔38處于傾斜內(nèi)表面17一側(cè)的開口面對著槽。在這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于流體通道40在圓周方向的槽處分出支路，并與各個通流孔38相連通，所以可形成機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單的流體通道。
(25)另外，例如圖6(a)所示，優(yōu)選地是在位于基準(zhǔn)構(gòu)件2中的殼體9上設(shè)置了牽拉構(gòu)件21，該牽拉構(gòu)件21能將可動構(gòu)件3拉向基準(zhǔn)構(gòu)件2一側(cè)。由此，形成了一種機(jī)械上簡單的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能限制可動構(gòu)件3沿中心支柱12軸線的運動。
(26)例如圖7(a)所示的那樣，本發(fā)明是按照這樣的方式構(gòu)成的中心支柱12從基準(zhǔn)構(gòu)件2突伸出，以便于插入到開口在可動構(gòu)件3上的孔洞5中，可在徑向上膨脹和收縮的中間構(gòu)件15被支撐在中心支柱12上，并能沿中心支柱12的軸線移動，在中間構(gòu)件15的外周面上制有錐形的配合表面16，在孔洞5上形成了錐形的內(nèi)表面17，其可與錐形的配合表面16實現(xiàn)錐形接合，設(shè)置了推進(jìn)裝置25，其在緊固所述錐形接合的方向上對中間構(gòu)件15施壓，通流孔38開口在錐形的配合表面16上，當(dāng)錐形配合表面16與錐形內(nèi)表面17緊密地接觸時，通流孔38被錐形內(nèi)表面17封閉。
采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過檢查通流孔38處的壓力，就能判斷錐形配合表面16是否與錐形內(nèi)表面17緊密地接觸。因而，在諸如切屑等異物被夾在錐形內(nèi)表面16與錐形內(nèi)表面17之間而形成間隙的情況下，能正確地檢測出該間隙，從而獲得了適于實現(xiàn)自動控制的結(jié)構(gòu)。
(27)此處，優(yōu)選地是在設(shè)置于基準(zhǔn)構(gòu)件2中的殼體9上設(shè)置了用于輸送加壓流體或排出流體的流體通口39，在殼體9內(nèi)部設(shè)置了流體通道40，且流體通道40與流體通口39相連，流體通道40上設(shè)置有中繼開口41，其位于中心支柱12的外周面上，通流孔38被設(shè)置成這樣其一端開口在錐形的配合表面16上，另一端開口在中間構(gòu)件15的內(nèi)周面上，且另一端面對著中繼開口41。采用這樣的結(jié)構(gòu)，通過檢查流體通口39這一側(cè)的壓力能容易地檢測出是否出現(xiàn)了非正常夾緊的狀況。
(28、29)應(yīng)當(dāng)指出的是盡管未在圖中表示出，但優(yōu)選地是，設(shè)置了多個通流孔38，尤其是沿圓周方向設(shè)置多個通流孔。利用這樣的結(jié)構(gòu)，如第(6)和第(7)種情況那樣，能提高對非正常夾緊狀況進(jìn)行檢測的可靠性。
(30)盡管也未在圖中表示出，但優(yōu)選地是流體通道40與制在圓周方向上的槽連通，該槽位于中間構(gòu)件15的內(nèi)周面、或者中心支柱12的外周面中的至少一個表面上，通流孔38處于中間構(gòu)件15內(nèi)周面一側(cè)的開口面對著槽。在這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于流體通道40在圓周方向的槽處分出支路，并與各個通流孔38相連通，所以可形成機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單的流體通道。
(31)另外，例如圖7(a)所示，優(yōu)選地是在位于基準(zhǔn)構(gòu)件2中的殼體9上設(shè)置了牽拉構(gòu)件21，該牽拉構(gòu)件21能將可動構(gòu)件3拉向基準(zhǔn)構(gòu)件2一側(cè)。由此，形成了一種機(jī)械上簡單的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能限制可動構(gòu)件3沿中心支柱12軸線的運動。
(32)例如圖8(a)所示的那樣，本發(fā)明是按照這樣的方式構(gòu)成的中心支柱12從基準(zhǔn)構(gòu)件2突伸出，以便于插入到開口在可動構(gòu)件3上的孔洞5中，可在徑向上膨脹和收縮的中間構(gòu)件15被支撐在可動構(gòu)件3的支撐孔92上，并能沿支撐孔92的軸線移動，在中間構(gòu)件15的內(nèi)周面上形成了錐形的內(nèi)表面17，其構(gòu)成了孔洞5，在中心支柱12上形成了錐形的配合表面16，其可與錐形的內(nèi)表面17實現(xiàn)錐形接合，設(shè)置了推進(jìn)裝置25，其在緊固所述錐形接合的方向上對中間構(gòu)件15施壓，通流孔38開口在錐形的配合表面16上，當(dāng)錐形配合表面16與錐形內(nèi)表面17緊密地接觸時，通流孔38被錐形內(nèi)表面17封閉。
采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過檢查通流孔38處的壓力，就能判斷錐形配合表面16是否與錐形內(nèi)表面17緊密地接觸。因而，在諸如切屑等異物被夾在錐形配合表面16與錐形內(nèi)表面17之間而形成間隙的情況下，能正確地檢測出該間隙，從而獲得了適于實現(xiàn)自動控制的結(jié)構(gòu)。
(33、34)應(yīng)當(dāng)指出的是盡管未在圖中表示出，但優(yōu)選地是，設(shè)置多個通流孔38，尤其是沿圓周方向設(shè)置多個通流孔。利用這樣的結(jié)構(gòu)，如第(6)和第(7)種情況那樣，能提高對非正常夾緊狀況進(jìn)行檢測的可靠性。
(35)另外，例如圖8(a)所示，優(yōu)選地是在位于基準(zhǔn)構(gòu)件2中的殼體9上設(shè)置了牽拉構(gòu)件21，該牽拉構(gòu)件21能將可動構(gòu)件3拉向基準(zhǔn)構(gòu)件2一側(cè)。由此，形成了一種機(jī)械上簡單的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能限制可動構(gòu)件3沿中心支柱12軸線的運動。


圖1(a)中的立視剖面圖表示了根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的夾緊裝置的釋放狀態(tài)；圖1(b)是沿圖1(a)中的箭頭b-b所作的剖面圖；圖2(a)中的立視剖面圖表示了上述夾緊裝置的鎖定狀態(tài)；圖2(b)是沿圖2(a)中的箭頭b-b所作的剖面圖；圖3(a)中的立視剖面圖表示了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的夾緊裝置的釋放狀態(tài)；
圖3(b)是沿圖3(a)中的箭頭b-b所作的剖面圖；圖4是夾緊裝置的俯視剖面圖，該視圖與圖3(b)類似，在該圖中，插塞部分的軸線與定位孔的軸線不對正，且其中的一個噴射孔被封閉；圖5(a)中的立視剖面圖表示了根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的夾緊裝置的釋放狀態(tài)；圖5(b)是沿圖5(a)中的箭頭b-b所作的剖面圖；圖6(a)中的立視剖面圖表示了根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的夾緊裝置的鎖定狀態(tài)；圖6(b)是沿圖6(a)中的箭頭b-b所作的剖面圖；圖7(a)中的立視剖面圖表示了根據(jù)本發(fā)明第五實施方式的夾緊裝置的鎖定狀態(tài)；圖7(b)是沿圖7(a)中的箭頭b-b所作的剖面圖；以及圖8與圖7(a)類似，表示了根據(jù)本發(fā)明第六實施方式的夾緊裝置的鎖定狀態(tài)。
圖中的標(biāo)號定義如下2基板(基準(zhǔn)構(gòu)件)3工件卡盤(可動構(gòu)件)5定位孔(孔洞)9基準(zhǔn)塊(殼體)13錐形外表面(傾斜外表面)15中間構(gòu)件16配合表面17錐形內(nèi)表面(傾斜內(nèi)表面)21牽拉構(gòu)件27插塞部分38噴射孔(通流孔)39空氣通口(流體通口)40空氣通道(流體通道)
41中繼開口42連通槽(槽、通道)具體實施方式
[第一實施方式]首先，參照圖1(a)到圖2(b)對本發(fā)明第一實施方式進(jìn)行介紹。
如圖1(a)所示，該實施方式的自動定位裝置(夾緊裝置)是按照這樣的方式構(gòu)成的在機(jī)床的工作臺1上放置作為基準(zhǔn)構(gòu)件的基板2，且作為可動構(gòu)件的工件卡盤3的被支撐表面3a被承接在基準(zhǔn)塊9的支撐表面9a上，基準(zhǔn)塊9作為被固定在基板2上的殼體。該自動定位裝置還被設(shè)計成這樣當(dāng)被支撐表面3a被承接在支撐表面9a上時，工件卡盤3被定位在水平方向上，且工件卡盤3相對于基板2對正。
被支撐表面3a形成于工件卡盤3的下表面上，且被支撐表面3a上開設(shè)有加工成高精度的多個圓形定位孔5。并在基板2上設(shè)置了與各個定位孔5相對應(yīng)的插塞裝置6。應(yīng)當(dāng)指出的是雖然存在多組由定位孔5和插塞裝置6構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，但此處只表示出了其中的一組。
下面對插塞裝置6的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。如圖1(a)所示，在基板2的上表面上制有安裝孔8，且利用緊固螺栓10將基準(zhǔn)塊9固定到基板2上，以將基準(zhǔn)塊9部分地埋入到安裝孔8中。中心支柱12與基準(zhǔn)塊9制為一體，以便于從基準(zhǔn)塊9向上突伸，中心支柱12能被插入到形成于工件卡盤3上的定位孔5中。中心支柱12的軸線與安裝孔8的軸線基本上重合。
中心支柱12的外周面上，按照傾斜外表面13隨著向上(向中心支柱12的前端)延伸而逐漸靠近軸線的方式，制有傾斜的外表面13。
在中心支柱12的外側(cè)布置了環(huán)形的中間構(gòu)件15。中間構(gòu)件15被制成筒形，且通過在其周壁上設(shè)置了一個槽縫18，而使該構(gòu)件可在徑向上向外側(cè)彈性變形。中間構(gòu)件15還適于利用其自身的彈性恢復(fù)力而向徑向內(nèi)側(cè)復(fù)原。
在中間構(gòu)件15的外側(cè)裝配了被制成無縫體的外環(huán)20，該外環(huán)可阻止切屑等異物經(jīng)槽縫18進(jìn)入到下文將要介紹的插塞部分27的內(nèi)部。
在中間構(gòu)件15的外周面上制有平直的外表面16，其能與定位孔5的內(nèi)周面緊密地接觸。與此同時，在中間構(gòu)件15的內(nèi)周面上制有傾斜的內(nèi)表面17，該內(nèi)表面17面對著中心支柱12的傾斜外表面13。與傾斜的外表面13一樣，傾斜的內(nèi)表面17也被制成這樣的形式傾斜內(nèi)表面17隨著向上(向中心支柱12的前端)延伸而逐漸靠近軸線。
可以注意到銷19從中心支柱12的外周面沿徑向方向伸出，且該銷19的伸出部分插入到中間構(gòu)件15的槽縫18中，由此阻止了中間構(gòu)件15的轉(zhuǎn)動。
牽拉構(gòu)件21被支撐在基準(zhǔn)塊9上，且可沿中心支柱12的軸向移動。牽拉構(gòu)件21是由如下部件構(gòu)成的活塞22，其密封地插入到基準(zhǔn)塊9的下部中；活塞桿23，其與活塞22制成一體，并從活塞22處向上突伸，且沿軸向插入到中心支柱12的軸向孔中；頂帽37，其被螺栓24固定到活塞桿23的上部上；以及扁平環(huán)26，其被安裝在頂帽37的下表面與活塞桿23的上端面之間。
如圖1(a)所示，在扁平環(huán)26的外周面上制有環(huán)緣部分，中間構(gòu)件15上部處所形成的上凸緣被裝配到由環(huán)緣部分和頂帽37所形成的環(huán)形槽中。如上所述，牽拉構(gòu)件21和中間構(gòu)件15被相互連接起來。
在基準(zhǔn)塊9內(nèi)部設(shè)置了鎖定裝置和釋放裝置。其中的鎖定裝置是由活塞22和螺旋彈簧狀的促動彈簧34構(gòu)成的，彈簧34被設(shè)置在活塞22的上側(cè)。其中的釋放裝置是由活塞22和用于進(jìn)行釋放的液壓室35構(gòu)成的，其中的液壓室35位于活塞22的下側(cè)。
在上述的該實施方式中，本發(fā)明的插塞部分27是由中心支柱12、頂帽37、中間構(gòu)件15、扁平環(huán)26等部件構(gòu)成的。插塞部分27從基板2突伸出去，以便于插入到定位孔5中。作為中間構(gòu)件15外周面的平直外表面16構(gòu)成了插塞部分27的外周面，也就是說，其構(gòu)成了能與定位孔5的內(nèi)周面實現(xiàn)緊密接觸的配合表面。
并且，在配合表面(平直外表面)16上制有噴射孔38，其被用作通流孔。在下文將要描述的鎖定操作過程中，當(dāng)配合表面16與工件卡盤3上定位孔5的內(nèi)周面緊密地接觸起來時，噴射孔38適于被定位孔5的內(nèi)周面封閉。
應(yīng)當(dāng)指出的是在基準(zhǔn)塊9的下表面上設(shè)置了空氣通口39，以其作為流體通口，并在中心支柱12的傾斜外表面13上制有中繼開口41。并且，空氣通口39和中繼開口41通過基準(zhǔn)塊9內(nèi)部形成的空氣通道40相互連通。然后，將在中間構(gòu)件15中形成的噴射孔38開通，以使其在徑向上貫通中間構(gòu)件15，更具體來講，這樣就使得該噴射孔的一端開口在平直的外表面16上，另一端開口在傾斜的內(nèi)表面17上，且另一端面對著中繼開口41。
上述的自動定位裝置按照下文的過程進(jìn)行工作。在圖1(a)和圖1(b)所示的釋放狀態(tài)下，壓力油液被輸送到液壓室35中，由此使活塞22克服促動彈簧34促動力與活塞桿23一起上升，中間構(gòu)件15也隨之上升。結(jié)果就是，中間構(gòu)件15的狀態(tài)被轉(zhuǎn)變?yōu)樵趶较蛏鲜湛s的狀態(tài)。此條件下，在中心支柱12的上端面與扁平環(huán)26的下表面之間形成了接觸間隙。
為了在該釋放狀態(tài)下將工件卡盤3相對于基板2進(jìn)行定位，首先，如圖1(a)所示，利用任何合適的裝置(圖中未示出)將工件卡盤3降低，將中間構(gòu)件15插入到定位孔5中，且使工件卡盤3的被支撐表面3a與基準(zhǔn)塊9的支撐表面9a相接觸。通過在該狀態(tài)下將液壓室35中的壓力油液排出，會使活塞22在促動彈簧34的促動力作用下降低，且中間構(gòu)件15也被強(qiáng)力向下移動(移向中心支柱12的基端)，以實現(xiàn)鎖定。由此，如圖2(a)和圖2(b)所示，中間構(gòu)件15的狀態(tài)就被轉(zhuǎn)變?yōu)樵趶较蛏吓蛎浀臓顟B(tài)，且作為中間構(gòu)件15外周面的平直外表面16與定位孔5的內(nèi)周面緊密地接觸起來。結(jié)果就是，實現(xiàn)了對工件卡盤3的水平固定(上述的對正操作)。應(yīng)當(dāng)指出的是在鎖定操作過程中，希望利用扁平環(huán)26下表面與中心支柱12上端面之間的接觸來防止中間構(gòu)件15的下降超過預(yù)定的范圍。
按照上述過程就可實現(xiàn)鎖定狀態(tài)，工件卡盤3被相對于基板2進(jìn)行了定位和夾緊。但是，在機(jī)械加工中所產(chǎn)生的切屑等異物粘附在定位孔5內(nèi)周面上的情況下，可能會出現(xiàn)非正常夾緊的狀況，這種狀況是指在上述的夾緊操作過程中，切屑被夾到了定位孔5的內(nèi)周面與中間構(gòu)件15的平直外表面16之間。
但是，在該實施方式中，由于在平直外表面16上設(shè)置了噴射孔38，所以，通過在夾緊操作后將壓縮空氣引入到基準(zhǔn)塊9的空氣通口39中，就能正確地檢測出上述的非正常夾緊狀況。
也就是說，在正確地完成了夾緊操作的情況下，即在平直外表面16與定位孔5內(nèi)周面緊密接觸、且噴射孔38被定位孔5內(nèi)周面封閉的情況下，可以防止從噴射孔38產(chǎn)生泄漏，或者將泄漏降低到最低的程度上，這將使得空氣通口39內(nèi)的壓力升高。通過利用壓力傳感器(圖中未示出)檢查該壓力增加，就能確認(rèn)是否已經(jīng)正確地執(zhí)行了夾緊操作。
與此同時，在由于某些原因(例如由于在其間夾入了切屑)而在平直外表面16與定位孔5內(nèi)周面之間留有間隙的情況下，壓縮空氣會經(jīng)該間隙從噴射孔38大量地泄漏出去，導(dǎo)致空氣通口39內(nèi)部的壓力不會升高。通過對空氣通口39處的壓力進(jìn)行測量，就能在空氣通口39處的壓力低于預(yù)定值的情況下識別出出現(xiàn)了某些非正常的夾緊操作。
尤其是，該實施方式中的插塞裝置6如上文所述的那樣，是按照這樣的方式構(gòu)成的插塞部分27被插入到定位孔5中，且插塞部分27的外周面與定位孔5的內(nèi)周面緊密接觸，以執(zhí)行夾緊操作。因而，在夾緊操作過程中，由于插塞部分27被隱藏在定位孔5中，所以，從外部用視覺確認(rèn)是否執(zhí)行了正確的夾緊操作將是非常困難的，甚至是完全不可能的。在這一方面，利用該實施方式所提供的結(jié)構(gòu)，能基于空氣通口39內(nèi)部的壓力可靠地檢測夾緊操作是否已正確地執(zhí)行。
上文介紹了從釋放狀態(tài)轉(zhuǎn)換到鎖定狀態(tài)所進(jìn)行的操作，與此相反，為了將鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)換為釋放狀態(tài)，可在圖2(a)所示狀態(tài)下向液壓室35中輸送壓力油液。因此，活塞桿23與活塞22克服了促動彈簧34的促動力而上升，且中間構(gòu)件15向上移動(移動向中心支柱的前端)，以進(jìn)行釋放，這將導(dǎo)致中間構(gòu)件15在其自身彈性復(fù)原力的作用下而向徑向收縮，從而釋放了鎖定狀態(tài)。而后，利用任何合適的裝置將工件卡盤3提起。
上文介紹了本發(fā)明的第一實施方式，但可按照下文的描述來改變該實施方式。
第一實施方式中的結(jié)構(gòu)是按照這樣的方式構(gòu)成的壓縮空氣被輸送到空氣通口39中，且從噴射孔38噴出；但是，還可按照這樣的方式來構(gòu)成該結(jié)構(gòu)利用在空氣通口39處進(jìn)行的真空抽吸將空氣吸入到噴射孔38中。也就是說，標(biāo)號為39的通口(通流口)被當(dāng)作了流體抽吸口，標(biāo)號為38的孔洞(通流孔)被當(dāng)作了流體抽吸孔。在夾緊裝置被安裝在例如需要實現(xiàn)無塵條件的清潔車間中的情況下，這樣的結(jié)構(gòu)將是有利的。但是，第一實施方式的結(jié)構(gòu)要優(yōu)于利用真空抽吸的結(jié)構(gòu)，在前一結(jié)構(gòu)中，壓縮空氣被輸送到空氣通口39中，而在后一結(jié)構(gòu)中，壓力不能低于0atm(零大氣壓)，其中的原因在于如第一實施方式的結(jié)構(gòu)是按照這樣的方式構(gòu)成的將處于高壓(例如10atm或更高)的壓縮空氣輸送到空氣通口39處，從而能可靠地檢測到細(xì)微的間隙。
可在第一實施方式中的中間構(gòu)件15上設(shè)置多個徑向的貫通槽，而不是在其周壁上設(shè)置一個槽縫18，這些貫通槽交替地制在構(gòu)件周壁的上表面和下表面上，且多個徑向的貫通槽被布置在圓周方向上。中間構(gòu)件15還可由多個沿圓周方向布置的、分開的構(gòu)件構(gòu)成。此外，不必將中間構(gòu)件15的周壁制成基本上整個圓周都可在徑向上向內(nèi)和向外變形，而是可以將中間構(gòu)件15周壁的至少一個圓周部分制成可在徑向上向內(nèi)和向外變形。
中心支柱12可通過另一個構(gòu)件與中間構(gòu)件15間接地接合，而不是如所介紹的那樣與中間構(gòu)件15直接接合。
應(yīng)當(dāng)指出優(yōu)選地是，插塞裝置6上設(shè)置有清潔裝置，且利用諸如壓縮空氣、氮氣、切削油等加壓流體對各個部位進(jìn)行清潔，這些部位包括支撐表面9a與被支撐表面3a進(jìn)行接觸的部分、定位孔5的內(nèi)周面、中間構(gòu)件15的平直外表面16、中心支柱12與中間構(gòu)件15之間的接合面等。
在這一點上，如上所述，在液壓室35中的壓力油液被排出之前(也就是說，在執(zhí)行鎖定操作之前)，通過向空氣通口39輸送壓縮空氣，利用從噴射孔38噴出的壓縮空氣將切屑等異物掃吹掉是可行的，更具體來講，這一操作是為了對定位孔5的內(nèi)周面、中間構(gòu)件15的平直外表面16等部位進(jìn)行清潔。在該實例中，通過將輸送給空氣通口39的、用來檢測非正常夾緊的上述壓縮空氣(加壓流體)強(qiáng)制地作為清潔流體，可獲得一種在機(jī)械上簡單的插塞裝置6。并且，在噴射孔38被切屑等異物堵塞的情況下，在平直外表面16與定位孔5內(nèi)周面緊密接觸之前，可利用從噴射孔38噴射的空氣將異物吹掉。因而，上述的結(jié)構(gòu)能避免出現(xiàn)如下問題由于空氣通口39一側(cè)的壓力增加而將噴射孔38被堵塞的情況誤檢測為正確的夾緊操作。
當(dāng)然，除了制在中間構(gòu)件15外周面16上的上述噴射孔38之外，還可在插塞部分27的外周面上制出用于噴射清潔流體的另一個噴射孔，且清潔流體從這個另加的噴射孔噴出?？赏ㄟ^將空氣通道40分出支路而形成用于噴射清潔流體的噴射孔。另外，可在基準(zhǔn)塊9上制出專用于噴射清潔流體的的通口，且為清潔流體所設(shè)置的另加噴射孔可通過不同于空氣通道40的另一通道與該通口連接起來。
在上述的實施方式中，輸送給空氣通口39的加壓流體是(壓縮)空氣，但是也可采用其它不同的流體。例如，可向噴射孔38輸送切削油等流體，而不是輸送上述的空氣。
下文將參照圖3(a)、圖3(b)和圖4對第二實施方式進(jìn)行描述。圖3(a)中的立視剖面圖表示了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的夾緊裝置的釋放狀態(tài)，圖3(b)是沿圖3(a)中的箭頭b-b所作的剖面圖。圖4是夾緊裝置的俯視剖面圖，該視圖與圖3(b)類似，在該圖中，插塞部分的軸線與定位孔的軸線不對正，且其中的一個噴射孔被封閉。在該第二實施方式中，與上述第一實施方式中部件類似的部件原則上將由相同的標(biāo)號進(jìn)行指代和描述。這同樣適用于第三實施方式以及下文描述的其它后續(xù)實施方式。
第二實施方式的結(jié)構(gòu)與第一實施方式結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于在插塞部分27的外周面上，沿圓周方向設(shè)置了多個噴射孔38。下面將對第二實施方式作具體的描述。
如圖3(a)和圖3(b)所示，在中心支柱12外周面(傾斜外表面13)上設(shè)置了連通槽(連通通道)42，在俯視圖中，該連通槽42的形狀為弧形。連通槽42的中部制有中繼開口41，該開口是空氣通道40的一個末端。
如圖3(b)所示，在中間構(gòu)件15上設(shè)置了三個在圓周方向上等間距的噴射孔38。這三個噴射孔中的每個噴射孔都按照如下的方式進(jìn)行開口其一端開口在平直的外表面16上，另一端開口在傾斜的內(nèi)表面17上。各個噴射孔38的另一端面對著連通槽42。
采用上述的結(jié)構(gòu)，可利用空氣通道40將輸送到空氣通口39的壓縮空氣從中繼開口41輸送到連通槽42中，且壓縮空氣被在這三個噴射孔38之間進(jìn)行分配，然后，分配開的壓縮空氣從各個噴射孔38噴出。
由于在本實施方式中設(shè)置了多個噴射孔38，所以即使某一噴射孔38例如被切屑堵塞，但只要其余噴射孔38被定位孔5的內(nèi)周面封閉，則空氣通口39側(cè)的壓力就會增大，否則的話，只要其余的噴射孔38未被定位孔5的內(nèi)周面封閉，則空氣通口39側(cè)的壓力就不會增大。也就是說，只要并非所有的噴射孔38都被異物封閉，空氣通口39側(cè)的壓力就不會增大，從而可將上述的狀態(tài)正確地檢測為非正常夾緊狀況。采用上述的結(jié)構(gòu)，檢測的可靠性得以提高，并能降低錯誤檢測的幾率。
特別是，在本實施方式中，由于沿圓周方向設(shè)置了多個噴射孔38，所以能可靠地檢測出圖4所示的非正常夾緊狀態(tài)。圖4表示了這樣一種情況由于某些原因、例如液壓設(shè)備的故障，未能完成所希望的鎖定操作。如圖4所示，情況可能是這樣的盡管平直外表面16未與定位孔5的內(nèi)周面緊密地接觸，但由于插塞部分27的軸線與定位孔5的軸線之間出現(xiàn)了偏移，其中，出現(xiàn)軸線偏移的原因可以是偶然因素，或者是由于在平直外表面16與定位孔5內(nèi)周面之間夾有異物，使得其中的一個噴射孔38(在圖4中，該噴射孔位于左側(cè))與定位孔5的內(nèi)周面相接觸，從而被封閉。對于第一實施方式中的結(jié)構(gòu)(圖1b)而言，如果上述的單個噴射孔38被封閉，則空氣通口39側(cè)的壓力就會增加，導(dǎo)致出現(xiàn)了錯誤的檢測、看起來似乎實現(xiàn)了正常的夾緊操作。但是，在第二實施方式中，即使出現(xiàn)了圖4所示的狀態(tài)，由于其余的兩個噴射孔38未被封閉，空氣通口39側(cè)的壓力將不會增大，從而能可靠地檢測出非正常的夾緊狀況。
應(yīng)當(dāng)指出的是，本實施方式的結(jié)構(gòu)還可按照如下方式進(jìn)行設(shè)計不僅在上述的鎖定狀態(tài)下，而且在釋放狀態(tài)下，也向空氣通口39輸送壓縮空氣，以確認(rèn)平直外表面16是否與定位孔5的內(nèi)周面緊密地接觸。第二實施方式的上述結(jié)構(gòu)對于上面提到的這種結(jié)構(gòu)同樣有用。更具體來講，在如圖4所示的釋放狀態(tài)下，可能存在這樣的情況盡管平直外表面16未與定位孔5的內(nèi)周面緊密地接觸，但由于插塞部分27的軸線與定位孔5的軸線之間偶然地出現(xiàn)了偏移，或由于在平直外表面16與定位孔5內(nèi)周面之間夾有異物，其中的一個噴射孔38(在圖4中位于左側(cè))在偶然條件下與定位孔5的內(nèi)周面接觸，并被封閉。對于第一實施方式中的結(jié)構(gòu)(圖1b)而言，如果上述的單個噴射孔38被封閉，則空氣通口39側(cè)的壓力就會增加，導(dǎo)致出現(xiàn)了錯誤的檢測、看起來似乎出現(xiàn)了非正常的釋放操作。但是，在第二實施方式中，即使出現(xiàn)了圖4所示的狀態(tài)，由于其余的兩個噴射孔38未被封閉，空氣通口39側(cè)的壓力將不會增大，從而能正確地檢測出平直外表面16與定位孔5的內(nèi)周面沒有緊密地接觸著。
另外，本實施方式的結(jié)構(gòu)被設(shè)計成了這樣從空氣通口39延伸出的空氣通道40通過位于圓周方向上的連通槽42而分出了支路，并與各個噴射孔38連通，從而，不必對各個噴射孔38處的壓力進(jìn)行檢查。僅通過檢查空氣通口39側(cè)的壓力，就能檢測出非正常的夾緊狀況，因而可以使流體通道和用于檢測壓力的結(jié)構(gòu)具有簡單的機(jī)械構(gòu)造。
在第二實施方式中，設(shè)置了三個噴射孔38，但也可以設(shè)置兩個、四個、或更多個。另外，也可以將連通槽42設(shè)置在中間構(gòu)件15的傾斜內(nèi)表面17上，而不是設(shè)置在中心支柱12的傾斜外表面13上。
下面將參照圖5(a)和圖5(b)對第三實施方式進(jìn)行介紹。圖5(a)中的立視剖面圖表示了根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的夾緊裝置的釋放狀態(tài)，圖5(b)是沿圖5(a)中的箭頭b-b所作的剖面圖。
如圖5(b)所示，在中心支柱12的外表面上設(shè)置了三個在圓周方向上等間距的傾斜槽75。各個傾斜槽75的底面形成了傾斜的楔形表面，該表面即為傾斜的外表面13。支撐壁37a從頂帽37的下端以筒狀延伸向中心支柱12基端一側(cè)，且支撐壁37a被制成無縫的，從而在圓周方向上不帶有任何槽縫。在支撐壁37a上以相等的圓周間距布置了三個加壓構(gòu)件43，這些構(gòu)件可徑向移動地支撐在支撐壁37a上。加壓構(gòu)件43與牽拉構(gòu)件21(具體而言是頂帽37)相連。
在各個加壓構(gòu)件43的內(nèi)表面上制有傾斜的楔形表面，以其作為傾斜的內(nèi)表面17，且傾斜的內(nèi)表面17從上方與傾斜的外表面13實現(xiàn)楔形接合。在各個加壓構(gòu)件43外表面的大體中間位置處，制出了各個噴射孔38，其中，加壓構(gòu)件的外表面是指能與定位孔5的內(nèi)周面實現(xiàn)緊密接觸的平直外表面16?？梢宰⒁獾嚼脧闹行闹е?2向上突伸的銷19來阻止頂帽37的轉(zhuǎn)動。
如圖5(b)所示，各個傾斜槽75的俯視結(jié)構(gòu)都被制成T字形，利用由傾斜槽75的兩側(cè)壁與加壓構(gòu)件43的內(nèi)端部組成的配合結(jié)構(gòu)，使得加壓構(gòu)件43適于在釋放運動的過程中向徑向內(nèi)側(cè)復(fù)位。也就是說，該配合結(jié)構(gòu)起到了復(fù)原裝置的作用。
第三實施方式的操作與第一實施方式的區(qū)別在于在鎖定操作過程中，為了進(jìn)行鎖定，被支撐在支撐壁37a上的各個加壓構(gòu)件43被牽拉構(gòu)件21移向中心支柱12的基端，并在徑向上向外突伸，由此使各個加壓構(gòu)件43的外表面與定位孔5緊密地接觸起來。更具體來講，作為各個加壓構(gòu)件43外表面的平直外表面16構(gòu)成了插塞部分27的外周面，且還對應(yīng)著要與定位孔5內(nèi)周面緊密接觸的配合表面。與此相反，在釋放操作過程中，為了進(jìn)行釋放，各個加壓構(gòu)件43被牽拉構(gòu)件21移向中心支柱12的前端，并在徑向上向內(nèi)移動。
應(yīng)當(dāng)注意到在第三實施方式中，空氣通道40也與基準(zhǔn)塊9中制成的空氣通口39相連，中繼開口41也開口在傾斜的外表面13上，中繼開口是空氣通道40的一個末端。在各個加壓構(gòu)件43中，設(shè)置了噴射孔38，其一端開口在平直的外表面16上，另一端開口在傾斜的內(nèi)表面17上，且另一端面對著中繼開口41。
在第三實施方式中，所有的三個加壓構(gòu)件43上都設(shè)置了噴射孔38，但是，例如也可以只在這三個加壓構(gòu)件43中的一個或兩個中設(shè)置噴射孔38。在第三實施方式中，設(shè)置了三個加壓構(gòu)件43，但是，這并不是限定性的，也就是說，可設(shè)置兩個、四個、或更多個加壓構(gòu)件43。
另外，第三實施方式中的結(jié)構(gòu)被設(shè)計成這樣壓縮空氣被輸送到空氣通口39處，以將空氣從噴射孔38噴射出去，但是，還可將結(jié)構(gòu)設(shè)計成這樣利用在空氣通口39處的真空抽吸將空氣吸入到噴射孔38中。應(yīng)當(dāng)注意到下文將要描述的第四到第六實施方式也可被設(shè)計成利用在空氣通口39處的真空抽吸將空氣吸入到噴射孔38中。
此外，復(fù)原裝置也可以不是由傾斜槽75與加壓構(gòu)件43所組成的配合結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，而是由諸如彈簧、橡膠等彈性構(gòu)件構(gòu)成，這些彈性構(gòu)件將加壓構(gòu)件43向徑向內(nèi)側(cè)推頂。
下面將參照圖6(a)和圖6(b)對第四實施方式進(jìn)行介紹。圖6(a)中的立視剖面圖表示了根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的夾緊裝置的鎖定狀態(tài)，圖6(b)是沿圖6(a)中箭頭b-b所作的剖面圖。
如圖6(a)所示，在第四實施方式中，中心支柱12與基準(zhǔn)塊9制成一體，并使得中心支柱12從基準(zhǔn)塊9向上突伸，中心支柱12的外周面未被制成傾斜的外表面，而是被制成了平直的表面?；鶞?zhǔn)塊9的上表面環(huán)繞著中心支柱12的基端部周圍呈環(huán)狀地略微突出一定程度，在該突出部分的上表面上形成了平坦的支撐表面9a。支撐表面9a面對著工件卡盤3的被支撐表面3a。
內(nèi)套管61裝配在中心支柱12的外周面上，并能沿中心支柱12的軸線在預(yù)定的范圍內(nèi)軸向(垂向)移動。在內(nèi)套管61的周壁上制有沿垂直方向延伸的槽縫62，從而內(nèi)套管61適于利用該槽縫62而在直徑方向上膨脹和收縮，內(nèi)套管61受其自身的彈性復(fù)原力作用而在徑向上略微向外膨脹。應(yīng)當(dāng)指出的是，如圖6(b)所示，中心支柱12上突伸出兩徑向的止動銷63、64，止動銷63被插入到槽縫62中，止動銷64則被插入到內(nèi)套管61上形成的寬松孔(loose hole)65中。在槽縫62中設(shè)置由橡膠等制成的密封構(gòu)件(圖中未示出)將是理想的。
如圖6(a)所示，在內(nèi)套管61與基準(zhǔn)塊9之間設(shè)置了錐狀盤簧(挺進(jìn)裝置)25，內(nèi)套管61被錐狀盤簧25向上推頂。應(yīng)當(dāng)指出的是在中心支柱12的上部裝配了擋圈66，且內(nèi)套管61的上端被該擋圈66承接著，由此設(shè)定了內(nèi)套管垂向行程的上端。
在內(nèi)套管61的外周上設(shè)置了傾斜的錐形外表面13，以使得該外表面隨著向上(向中心支柱12的前端)延伸而逐漸靠近軸線。
在內(nèi)套管61的外側(cè)設(shè)置了環(huán)形的外套管71。外套管71被制成有縫夾套的形狀，且還大致上為筒形，并在外套管71的周壁上制有一個槽縫72，從而外套管71利用該槽縫可在徑向上向外彈性變形。此外，外套管71還適于在其自身彈性復(fù)原力的作用下向徑向內(nèi)側(cè)復(fù)原。止動銷64被插入到槽縫72中，由此可限制外套管71的轉(zhuǎn)動。在槽縫72中設(shè)置由橡膠等制成的密封構(gòu)件(圖中未示出)將是理想的。
在外套管71的外周面上制有能與定位孔5內(nèi)周面緊密接觸的平直外表面16。與此同時，在外套管71的內(nèi)表面上制有傾斜的內(nèi)表面17，其面對著內(nèi)套管61的傾斜外表面13。傾斜的內(nèi)表面17還被制成這樣的形式其隨著向上延伸(向中心支柱12的前端延伸)而逐漸靠近軸線。
牽拉構(gòu)件21垂直可動地插入到基準(zhǔn)塊9中?；旧吓c第一實施方式中的情況相同，牽拉構(gòu)件21也設(shè)置有活塞22，其被密封地插入到基準(zhǔn)塊9的下部中；活塞桿23，其與活塞22制成一體，并從活塞22向上突伸，活塞桿23沿軸向插入到中心支柱12的軸向孔中；頂帽37，其被螺栓24固定到活塞桿23的上部；以及環(huán)26，其被安裝在頂帽37的下表面與活塞桿23的上端面之間。在環(huán)26的外周面上形成了環(huán)緣部分，且外套管71上部的上凸緣被裝配到由環(huán)緣部分和頂帽37形成的環(huán)槽內(nèi)。結(jié)果就是，外套管71與牽拉構(gòu)件21被相互連接起來。
在該實施方式中，本發(fā)明的插塞部分27是由中心支柱12、頂帽37、內(nèi)套管61、外套管71等部件構(gòu)成的。該插塞部分27被制成從基板2伸出的形狀，以便于能被插入到定位孔5中。這樣，作為外套管71外周面的平直外表面16就構(gòu)成了適于與定位孔5的內(nèi)周面緊密接觸的配合表面。
在基準(zhǔn)塊9的內(nèi)部設(shè)置了鎖定裝置和釋放裝置。其中的鎖定裝置是由活塞22和位于活塞22上側(cè)的、用于進(jìn)行鎖定的液壓室53構(gòu)成的。其中的釋放裝置是由活塞22和位于活塞22下側(cè)的、用于進(jìn)行釋放的液壓室35構(gòu)成的。應(yīng)當(dāng)指出的是銷67的一端被垂直地插入到活塞22中，另一端則被鎖定到基準(zhǔn)塊9，從而可利用銷67阻止?fàn)坷瓨?gòu)件21的轉(zhuǎn)動。
在基準(zhǔn)塊9中設(shè)置了空氣通口39，且空氣通口39與基準(zhǔn)塊9內(nèi)部形成的空氣通道40相連?？諝馔ǖ?0的一端在中心支柱12的外周面上形成中繼開口41。中繼開口41借助于連通孔79與制在外套管71中的噴射孔38連通，其中的連通孔79按照貫通的方式制在內(nèi)套管61中。
在基準(zhǔn)塊9的支撐表面9a上設(shè)置了落座確認(rèn)裝置。也就是說，在支撐表面9a上開有檢測噴嘴孔59，用于進(jìn)行檢測的壓縮空氣被輸送到該檢測噴嘴孔59中。如果被支撐表面3a與支撐表面9a相接觸，則檢測噴嘴孔59處的壓力就會升高。通過利用壓力傳感器(圖中未示出)檢查該壓力上升，就能確認(rèn)工件卡盤3是否落座在基準(zhǔn)塊9上。
此外，在基準(zhǔn)塊9上設(shè)置了清潔裝置。也就是說，在基準(zhǔn)塊9上設(shè)置了清潔口44，且該清潔口44與清潔通道45相連。當(dāng)向清潔口44輸送壓縮空氣時，壓縮空氣經(jīng)清潔通道45吹向錐狀盤簧25、內(nèi)套管61、外套管71、以及定位孔5的內(nèi)周面，由此能吹走并清除諸如切屑等異物。
下文將對第四實施方式中插塞裝置6的操作進(jìn)行描述。在圖6(a)和圖6(b)所示的釋放狀態(tài)下，用于進(jìn)行鎖定的液壓室53中的壓力油液已被排出，并已向用于執(zhí)行釋放的液壓室35中輸送了壓力油液。由此，活塞22將上升，外套管71也將上升，這導(dǎo)致外套管71的狀態(tài)被轉(zhuǎn)換為在徑向上收縮后的狀態(tài)。此外，內(nèi)套管61也上升了一定距離，該距離即為錐狀盤簧25的推進(jìn)行程，內(nèi)套管61與外套管71產(chǎn)生了略微的錐形接合，或者是以隔開細(xì)微的間隙面對著外套管71。
在該釋放狀態(tài)下，將工件卡盤3放下，以使定位孔5配合到外套管71上。應(yīng)當(dāng)指出的是在該配合運動過程中，優(yōu)選地是，向清潔口44輸送壓縮空氣，以便于吹起并清除掉粘附在插塞部分27的各個部分上的切屑等異物。工件卡盤3的下表面被錐狀盤簧25承接，由此在被支撐表面3a與支撐表面9a之間留有細(xì)微的間隙。因而，在此狀態(tài)下，即使向檢測噴嘴孔59輸送壓縮空氣，由于空氣會從該間隙處泄漏，所以檢測噴嘴孔59處的壓力也不會升高。
而后，將壓力油液從用于進(jìn)行釋放的液壓室35中排出，并向用于進(jìn)行鎖定的液壓室53中輸送壓力油液。然后，活塞22通過活塞桿23和頂帽37使外套管71下降，且活塞22促使外套管71的傾斜內(nèi)表面17與內(nèi)套管61的傾斜外表面13逐漸地實現(xiàn)楔形接合。因而，外套管71、內(nèi)套管61以及其它的部件能按照如下的描述進(jìn)行操作。
首先，外套管71能利用內(nèi)套管61而實現(xiàn)膨脹，其中，內(nèi)套管61受錐狀盤簧25的推頂力作用而基本上保持在升高位置上，因而，外套管71與定位孔5相接觸。然后，隨著錐狀盤簧25被內(nèi)套管61逐漸向下壓縮，外套管71被脹開，從而該外套管71與定位孔5的內(nèi)周面實現(xiàn)了緊密接觸，由此使工件卡盤3在水平方向上獲得了定位。在該水平定位過程中，支撐表面9a與被支撐表面3a之間留有接觸間隙。
在隨后的過程中，已與定位孔5內(nèi)周面緊密接觸的外套管71通過定位孔5將工件卡盤3向下拉，與此同時，外套管71克服錐狀盤簧25的推頂力而使內(nèi)套管61逐漸下降。由此，使工件卡盤3的被支撐表面3a與基準(zhǔn)塊9的支撐表面9a接觸，并使被支撐表面3a抵壓著支撐表面9a。而后，外套管71相對于已被支撐表面9a阻止進(jìn)一步下降的工件卡盤3的定位孔5摩擦滑動，從而逐步下降。當(dāng)外套管71使內(nèi)套管61下降一段距離、且該距離對應(yīng)于克服錐狀盤簧25推頂力所推進(jìn)的行程時，內(nèi)套管61通過錐狀盤簧25承接在基準(zhǔn)塊9上。這樣，外套管71就與內(nèi)套管61形成了牢固的楔形接合，且外套管71被脹開，由此使外套管71與定位孔5的內(nèi)周面緊密地接觸。結(jié)果就是，工件卡盤3在水平方向和垂直方向上被約束住了，從而被牢固地鎖定。
在上述的鎖定狀態(tài)下，被支撐表面3a將檢測噴嘴孔59封閉，且噴射孔38被定位孔5的內(nèi)周面封閉。而后，通過檢查空氣通口39和檢測噴嘴孔59處是否出現(xiàn)壓力升高，就能判定是否已完成了正確的夾緊操作。
為了將夾緊裝置的狀態(tài)從鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)獒尫艩顟B(tài)，將用于鎖定的液壓室53中的壓力油液排出，并向用于進(jìn)行釋放的液壓室35中輸送壓力油液。由此，利用由活塞22、活塞桿23、頂帽37等部件組成的牽拉構(gòu)件21將外套管71升高，且上升著的外套管71在其自身彈性復(fù)原力的作用下徑向收縮，導(dǎo)致鎖定狀態(tài)被解除。
在第四實施方式中，設(shè)置了一個噴射孔38，但也可以設(shè)置多個噴射孔38。與設(shè)置了連通槽42的第二實施方式(圖3b)基本上相同，優(yōu)選地是，在內(nèi)套管61的傾斜外表面13或外套管71的傾斜內(nèi)表面17上設(shè)置作為通道的連通槽，且位于各個噴射孔38的傾斜內(nèi)表面17側(cè)的開口端面對著連通槽。
下面將參照圖7(a)和圖7(b)對第五實施方式進(jìn)行介紹。圖7(a)中的立視剖面圖表示了根據(jù)本發(fā)明第五實施方式的夾緊裝置的鎖定狀態(tài)，圖7(b)是沿圖7(a)中箭頭b-b所作的剖面圖。
如圖7(a)所示，在第五實施方式的夾緊裝置中，在工件卡盤3的下表面上開有固定孔80，并利用螺栓(圖中未示出)將定位環(huán)85固定到固定孔80上。定位環(huán)85上設(shè)置有定位孔5，定位環(huán)85的下表面繞著定位孔5的周圍呈環(huán)狀地突出，且該環(huán)形突出部分的下表面形成了被支撐的表面3a。在定位孔5內(nèi)周面的上部上制有縮窄部分89，且在縮窄部分89的上部制有承壓表面90，該表面向下方(向定位孔5的開口端一側(cè))逐漸縮窄。
利用螺栓(圖中未示出)將基板2固定到基準(zhǔn)塊9上，且環(huán)形的中心支柱12從基準(zhǔn)塊9向上突出，從而插入到定位孔5中。中心支柱12的外周面被制成平直的形式。此外，基準(zhǔn)塊9的上表面繞著中心支柱12的基端部分周圍呈環(huán)狀地突起，且在環(huán)形突起部分的上表面上形成了與被支撐表面3a相對的支撐表面9a。
在中心支柱12的外側(cè)設(shè)置了環(huán)形的中間構(gòu)件15，該構(gòu)件可在垂直方向上移動。中間構(gòu)件15的周壁上設(shè)置有一個槽縫18，中間構(gòu)件15適于利用該槽縫18而在徑向上膨脹和收縮。
在中間構(gòu)件15的外周面上形成了錐形的配合表面16。與此相對應(yīng)，在定位環(huán)85的定位孔5的內(nèi)周面上形成了能與錐形配合表面16相接合的錐形內(nèi)表面(傾斜內(nèi)表面)17。
錐形配合表面16構(gòu)成了能與定位孔5的內(nèi)周面(錐形內(nèi)表面17)緊密接觸的配合表面。錐形配合表面16和錐形內(nèi)表面17被制成這樣的形狀隨著向中心支柱12的前端延伸，逐漸接近于軸線。
在中間構(gòu)件15與基準(zhǔn)塊9之間設(shè)置了多個層疊的錐狀盤簧(推進(jìn)裝置)25。從而，中間構(gòu)件15被錐狀盤簧25向上推頂(也就是說，該推頂方向能加強(qiáng)錐形配合表面16與錐形內(nèi)表面17之間的錐形接合)。應(yīng)當(dāng)指出的是在中心支柱的中間部分處設(shè)置了擋圈66，設(shè)置該擋圈是為了承接中間構(gòu)件5的上端部分，由此設(shè)定了中間構(gòu)件15垂直行程的上端。
活塞22密封地插入到基準(zhǔn)塊9的下部中。按照一定的方式將活塞桿23與活塞22制成一體，使得活塞桿23從活塞22突伸出，且活塞桿23沿軸向插入到中心支柱12的軸向孔中。與此同時，在中心支柱12的上部制有多個通孔81，這些通孔81以預(yù)定的間距分布在圓周方向上，硬質(zhì)的滾球82徑向可動地支撐在各個通孔81中。在通孔81的外端形成了縮窄部分，利用該縮窄部分防止硬質(zhì)滾球82從通孔81中脫出而掉落。在活塞桿23外周面的上部，以能與硬質(zhì)滾球82相對的方式，垂向疊置地形成有輸出傾斜表面83和凹空槽84。在該實施方式中，牽拉構(gòu)件21包括活塞22、活塞桿23、硬質(zhì)滾球82、以及輸出傾斜表面83。
傳動構(gòu)件86密封地支撐在中心支柱12的上端部上，且該傳動構(gòu)件86可在垂直方向上移動。傳動構(gòu)件86上設(shè)置有清潔孔87，當(dāng)向制在基準(zhǔn)塊9中的清潔口(圖中未示出)輸送壓縮空氣時，壓縮空氣被從清潔孔87噴出，由此適于對定位孔5的內(nèi)周面(錐形內(nèi)表面17)和其它表面進(jìn)行清潔。在傳動構(gòu)件86與活塞桿23的上端面之間彈性地安裝了促動彈簧88，且傳動構(gòu)件86被促動彈簧88向上推頂。
在該實施方式中，本發(fā)明的插塞部分27是由中心支柱12、中間構(gòu)件15、硬質(zhì)滾球82、以及傳動構(gòu)件86等部件構(gòu)成的。該插塞部分27從基板2突伸出，以便于被插入到定位孔5中。這樣，作為中間構(gòu)件15外周面的錐形配合表面就構(gòu)成了插塞部分27的外周面，該外周面是能與定位孔5的內(nèi)周面緊密接觸的配合表面。
在基準(zhǔn)塊9的內(nèi)部設(shè)置了鎖定裝置和釋放裝置。其中的鎖定裝置是由活塞22和位于活塞22上側(cè)的促動彈簧34構(gòu)成的。在該實施方式中，促動彈簧34是由多個疊置的錐狀盤簧構(gòu)成的。其中的釋放裝置是由活塞22和位于活塞22下側(cè)的、用于進(jìn)行釋放的液壓室35構(gòu)成的。
應(yīng)當(dāng)注意到在基準(zhǔn)塊9的下表面上設(shè)置了空氣通口39，并在中心支柱12的外周面上設(shè)置了中繼開口41。這樣，空氣通口39借助于制在基準(zhǔn)塊9中的空氣通道40與中繼開口41連通。并且，在中間構(gòu)件15中以一定方式制有噴射孔38，使得該噴射孔38在徑向上穿透中間構(gòu)件15，也就是說，噴射孔的一端開口在中間構(gòu)件15的錐形外表面13上，另一端開口在中間構(gòu)件15的內(nèi)周面上，且另一端面對著中繼開口41。
對于上述的夾緊裝置，在圖7(a)和圖7(b)所示的鎖定狀態(tài)下，中心支柱12借助于中間構(gòu)件15實現(xiàn)了對工件卡盤3的水平約束(夾緊)，其中，此時的中間構(gòu)件15由定位孔5的錐形內(nèi)表面17的作用而產(chǎn)生縮徑，此外，還利用支撐表面9a實現(xiàn)了對工件卡盤3的垂向約束(夾緊)。如上所述，工件卡盤3被牢固而精確地定位并固定在基板2上。
因而，在鎖定狀態(tài)下，當(dāng)向空氣通口39輸送壓縮空氣時，在錐形配合表面16與錐形內(nèi)表面17緊密接觸、噴射孔38被封閉的情況下，空氣通口39處的壓力升高，同時，在由于某些原因而在錐形配合表面16與錐形內(nèi)表面17之間留有間隙的情況下(也就是說，在非正常夾緊的情況下)，由于壓縮空氣會從噴射孔38泄漏出去，所以空氣通口39處的壓力不會升高。因而，通過采用壓力傳感器對空氣通口39處的壓力進(jìn)行檢查，就能檢測出是否完成了正確的夾緊操作。
為了將夾緊裝置的狀態(tài)從圖7所示的鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)換為釋放狀態(tài)，向用于執(zhí)行釋放的液壓室35輸送壓力油液。通過輸送壓力油液，借助于活塞22使活塞桿23上升，由此使硬質(zhì)滾球82面對著凹空槽84，使硬質(zhì)滾球能向內(nèi)側(cè)移動。此外，活塞桿23通過傳動構(gòu)件86將固定孔80的頂壁91向上頂壓，由此將工件卡盤3向上頂起。結(jié)果就是，工件卡盤3能與基板2分離開。
也可只設(shè)置一個用于將中間構(gòu)件15向上推頂?shù)腻F狀盤簧25，而不是設(shè)置多個疊置的錐狀盤簧，且可用諸如螺旋彈簧等其它類型的彈簧或橡膠來取代該錐狀盤簧。另外，還可采用活塞作為推進(jìn)裝置，而不是使用錐狀盤簧25，其中的活塞利用空氣壓力或液壓力來向上驅(qū)動中間構(gòu)件15。
在第五實施方式中，設(shè)置了一個噴射孔38，但也可設(shè)置多個噴射孔38。與設(shè)置了連通槽42的第二實施方式(圖3b)基本上相同，第五實施方式的結(jié)構(gòu)也可按照如下的方式進(jìn)行設(shè)計在中心支柱12的外周面或中間構(gòu)件15的內(nèi)周面上設(shè)置了作為通道的連通槽，且制在中間構(gòu)件15內(nèi)周面上的各個噴射孔38的開口端面對著該連通槽。
下面將參照圖8對第六實施方式進(jìn)行介紹。圖8中的立視剖面圖與圖7(a)類似，表示了根據(jù)本發(fā)明第六實施方式的夾緊裝置的鎖定狀態(tài)。
第六實施方式等同于第五實施方式一種示例性的改型形式，其與第五實施方式的區(qū)別在下列幾點。也就是說，如圖8所示，中間構(gòu)件15未被中心支柱12支撐著，而是被支撐孔92軸向可動地支撐著，支撐孔92被制在定位環(huán)85中。與第五實施方式相同，中間構(gòu)件15也被制成帶有槽縫18的有縫夾套的形狀，但中間構(gòu)件15在其外周面上設(shè)置有平直表面，而其內(nèi)周面上則設(shè)置有錐形的內(nèi)表面(傾斜的內(nèi)表面)17。定位環(huán)85的支撐孔92的內(nèi)周面被制成平直表面，且中間構(gòu)件15的外周面被支撐在支撐孔92的內(nèi)周面上。在該實施方式中，作為中間構(gòu)件15內(nèi)周面的錐形內(nèi)表面17對應(yīng)于定位孔5的內(nèi)周面。
從基準(zhǔn)塊9中突伸出的中心支柱12的外周面未被制成平直表面，而是被制成了錐形的配合表面16。作為中間構(gòu)件15內(nèi)周面的錐形內(nèi)表面17能與錐形配合表面16實現(xiàn)錐形接合。在定位環(huán)85的支撐孔92的頂面上設(shè)置了作為推進(jìn)裝置的錐狀盤簧25，且該錐狀盤簧25向下推頂著中間構(gòu)件15(也就是說，該推頂方向能加強(qiáng)錐形配合表面16與錐形內(nèi)表面17之間的錐形接合)。在支撐孔92的下端部處裝配了擋圈66，以承接中間構(gòu)件15的下端部分，由此設(shè)定了中間構(gòu)件15垂直行程的下端。
與空氣通口39相連的空氣通道40的一端被制在中心支柱12的外周面、即錐形的配合表面16上。
在該實施方式中，本發(fā)明的插塞部分27是由中心支柱12、硬質(zhì)滾球82、傳動構(gòu)件86以及其它部件構(gòu)成的。插塞部分27從基板2突伸出，以便于被插入到定位孔5中。這樣，作為中心支柱12外周面的錐形配合表面16就構(gòu)成了插塞部分27的外周面，該外周面是能與定位孔5的內(nèi)周面緊密接觸的配合表面。
對于上述的夾緊裝置，在圖8所示的鎖定狀態(tài)下，當(dāng)向空氣通口39輸送壓縮空氣時，在錐形配合表面16與錐形內(nèi)表面17緊密接觸、噴射孔38被封閉的情況下，空氣通口39處的壓力升高，同時，在由于某些原因而在錐形配合表面16與錐形內(nèi)表面17之間留有間隙的情況下(也就是說，在非正常夾緊的情況下)，由于壓縮空氣會從噴射孔38泄漏出去，所以空氣通口39處的壓力不會升高。因而，通過利用壓力傳感器對空氣通口39側(cè)的壓力進(jìn)行檢查，就能檢測出是否完成了正確的夾緊操作。
為了將夾緊裝置的狀態(tài)從圖8所示的鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)換為釋放狀態(tài)，向用于執(zhí)行釋放的液壓室35輸送壓力油液。通過輸送壓力油液，借助于活塞22使活塞桿23上升，由此使硬質(zhì)滾球82面對著凹空槽84，從而，硬質(zhì)滾球能向內(nèi)側(cè)移動。此外，活塞桿23通過傳動構(gòu)件86將固定孔80的頂壁91向上頂壓，由此將工件卡盤3向上頂起。結(jié)果就是，工件卡盤3能與基板2分離開。
在第六實施方式中，設(shè)置了一個噴射孔38，但也可設(shè)置多個噴射孔。在后者的情況下，可將空氣通道40分支開，以與所有的噴射孔38進(jìn)行連接。
上文已介紹了本發(fā)明的六種優(yōu)選實施方式，但本發(fā)明并不限于此。很顯然在不悖離本發(fā)明思想和范圍的前提下，存在許多種實施方式。
權(quán)利要求
1.一種夾緊裝置，其中插塞部分(27)從基準(zhǔn)構(gòu)件(2)突伸出，以便于插入到開口在可動構(gòu)件(3)上的孔洞(5)中；制在所述插塞部分(27)外周面上的配合表面(16)，該表面能與所述孔洞(5)的內(nèi)周面進(jìn)行配合，在所述配合表面(16)上制有通流孔(38)，當(dāng)所述配合表面(16)與所述孔洞(5)的內(nèi)周面緊密接觸時，所述通流孔(38)被所述孔洞(5)的內(nèi)周面封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊裝置，其特征在于從所述通流孔(38)噴射出加壓流體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的夾緊裝置，其特征在于所述加壓流體還被用作進(jìn)行清潔的加壓流體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的夾緊裝置，其特征在于所述加壓流體是壓縮空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊裝置，其特征在于流體被吸入到所述通流孔(38)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊裝置，其特征在于設(shè)置了多個所述通流孔(38)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的夾緊裝置，其特征在于多個所述通流孔(38)是沿圓周方向設(shè)置的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的夾緊裝置，其特征在于在設(shè)置于所述基準(zhǔn)構(gòu)件(2)中的殼體(9)上設(shè)置用于輸送加壓流體或排出流體的流體通口(39)；以及所述流體通口(39)借助于從其延伸出的通道(42)而分出支路，并與各個所述通流孔(38)相連通。
9.一種夾緊裝置，其中中心支柱(12)從基準(zhǔn)構(gòu)件(2)突伸出，以便于插入到開口在可動構(gòu)件(3)上的孔洞(5)中；所述中心支柱(12)上設(shè)置有傾斜的外表面(13)，該外表面隨著向突伸方向的前端延伸而向軸線逐漸接近；在所述傾斜外表面(13)的外側(cè)設(shè)置了環(huán)形的中間構(gòu)件(15)，該構(gòu)件中的圓周方向上的至少一個部分可以在膨脹方向和收縮方向上變形，所述中間構(gòu)件(15)上設(shè)置有平直的外表面(16)，該外表面能與所述孔洞(5)的內(nèi)周面相配合，所述中間構(gòu)件(15)上還設(shè)置有面對著所述傾斜外表面(13)的傾斜內(nèi)表面(17)；牽拉構(gòu)件(21)軸向可動地插入到所述中心支柱(12)中，且所述牽拉構(gòu)件(21)與所述中間構(gòu)件(15)連接；在所述基準(zhǔn)構(gòu)件(2)中設(shè)置了鎖定裝置和釋放裝置，該鎖定裝置借助于所述牽拉構(gòu)件(21)將所述中間構(gòu)件(15)移動向基端以進(jìn)行鎖定，而該釋放裝置借助于所述牽拉構(gòu)件(21)將所述中間構(gòu)件(15)移動向前端以進(jìn)行釋放，通流孔(38)開口在所述中間構(gòu)件(15)的所述平直外表面(16)上，當(dāng)所述中間構(gòu)件(15)進(jìn)行運動以實現(xiàn)鎖定、所述平直的外表面(16)與所述孔洞(5)的內(nèi)周面緊密地接觸時，所述通流孔(38)被所述孔洞(5)的內(nèi)周面封閉。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的夾緊裝置，其特征在于在設(shè)置于所述基準(zhǔn)構(gòu)件(2)中的殼體(9)上設(shè)置用于輸送加壓流體或排出流體的流體通口(39)；在所述殼體(9)內(nèi)部設(shè)置了流體通道(40)，且該流體通道(40)與所述流體通口(39)相連；所述流體通道(40)上設(shè)置有中繼開口(41)，其位于所述中心支柱(12)的所述傾斜外表面(13)上；以及所述通流孔(38)被設(shè)置成這樣其一端開口在所述平直的外表面(16)上，另一端開口在所述傾斜的內(nèi)表面(17)上，且另一端面對著所述中繼開口(41)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的夾緊裝置，其特征在于設(shè)置了多個所述通流孔(38)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的夾緊裝置，其特征在于多個所述通流孔(38)是沿圓周方向設(shè)置的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的夾緊裝置，其特征在于所述流體通道(40)與槽(42)連通，該槽(42)被制在圓周方向上，且其位于所述中心支柱(12)的所述傾斜外表面(13)、或者所述中間構(gòu)件(15)的所述傾斜內(nèi)表面(17)中的至少一個表面上；以及所述通流孔(38)處于所述傾斜內(nèi)表面(17)一側(cè)的開口面對著所述槽(42)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的夾緊裝置，其特征在于所述牽拉構(gòu)件(21)能將所述可動構(gòu)件(3)拉向所述基準(zhǔn)構(gòu)件(2)一側(cè)。
15.一種夾緊裝置，其中中心支柱(12)從基準(zhǔn)構(gòu)件(2)突伸出，以便于插入到開口在可動構(gòu)件(3)上的孔洞(5)中；所述中心支柱(12)上設(shè)置有傾斜的外表面(13)，該外表面隨著向突伸方向的前端延伸而向軸線逐漸接近；在所述傾斜外表面(13)的外側(cè)設(shè)置了多個可在徑向上移動的加壓構(gòu)件(43)，且所述加壓構(gòu)件(43)上設(shè)置有平直的外表面(16)，該外表面能與所述孔洞(5)的內(nèi)周面進(jìn)行配合，所述加壓構(gòu)件(43)上還設(shè)置有面對著所述傾斜的外表面(13)的傾斜內(nèi)表面(17)；牽拉構(gòu)件(21)軸向可動地插入到所述中心支柱(12)中，且所述牽拉構(gòu)件(21)與所述加壓構(gòu)件(43)相連；在所述基準(zhǔn)構(gòu)件(2)中設(shè)置了鎖定裝置和釋放裝置，該鎖定裝置借助于所述牽拉構(gòu)件(21)將所述加壓構(gòu)件(43)移動向基端以進(jìn)行鎖定，該釋放裝置借助于所述牽拉構(gòu)件(21)將所述加壓構(gòu)件(43)移動向前端以進(jìn)行釋放；通流孔(38)開口在所述加壓構(gòu)件(43)的所述平直外表面(16)上，當(dāng)所述加壓構(gòu)件(43)進(jìn)行運動以實現(xiàn)鎖定、所述平直的外表面(16)與所述孔洞(5)的內(nèi)周面緊密地接觸時，所述通流孔(38)被所述孔洞(5)的內(nèi)周面封閉。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的夾緊裝置，其特征在于在設(shè)置于所述基準(zhǔn)構(gòu)件(2)中的殼體(9)上設(shè)置了用于輸送加壓流體或排出流體的流體通口(39)；在所述殼體(9)內(nèi)部設(shè)置了流體通道(40)，且該流體通道(40)與所述流體通口(39)相連；所述流體通道(40)上設(shè)置有中繼開口(41)，其位于所述中心支柱(12)的所述傾斜外表面(13)上；以及所述通流孔(38)被設(shè)置成這樣其一端開口在所述平直的外表面(16)上，另一端開口在所述傾斜的內(nèi)表面(17)上，且另一端面對著所述中繼開口(41)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的夾緊裝置，其特征在于設(shè)置了多個所述通流孔(38)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的夾緊裝置，其特征在于多個所述通流孔(38)是沿圓周方向設(shè)置的。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的夾緊裝置，其特征在于所述牽拉構(gòu)件(21)能將所述可動構(gòu)件(3)拉向所述基準(zhǔn)構(gòu)件(2)一側(cè)。
20.一種夾緊裝置，其中中心支柱(12)從基準(zhǔn)構(gòu)件(2)突伸出，以便于插入到開口在可動構(gòu)件(3)上的孔洞(5)中；可在徑向上膨脹和收縮的內(nèi)套管(61)被支撐在所述中心支柱(12)上，并能沿所述中心支柱(12)的軸線移動，在該內(nèi)套管(61)的外周面上制有錐形的外表面(13)；在所述內(nèi)套管(61)的外側(cè)布置了可在徑向上膨脹和收縮的外套管(71)，在該外套管(71)的內(nèi)周面上形成了錐形的內(nèi)表面(17)，其可與所述錐形的外表面(13)實現(xiàn)錐形接合，在該外套管(71)的外周面上形成了平直的表面(16)，其能與所述孔洞(5)的內(nèi)周面進(jìn)行配合；設(shè)置了推進(jìn)裝置(25)，其在緊固所述錐形接合的方向上對所述內(nèi)套管(61)施壓；通流孔(38)開口在所述平直的外表面(16)上，當(dāng)所述平直的外表面(16)與所述孔洞(5)的內(nèi)周面緊密地接觸時，所述通流孔(38)被所述孔洞(5)的內(nèi)周面封閉。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的夾緊裝置，其特征在于在設(shè)置于所述基準(zhǔn)構(gòu)件(2)中的殼體(9)上設(shè)置了用于輸送加壓流體或排出流體的流體通口(39)；在所述殼體(9)內(nèi)部設(shè)置了流體通道(40)，且該流體通道(40)與所述流體通口(39)相連；所述流體通道(40)上設(shè)置有中繼開口(41)，其位于所述中心支柱(12)的外周面上；以及所述通流孔(38)被設(shè)置成這樣其一端開口在所述平直的外表面(16)上，另一端開口在所述錐形的內(nèi)表面(17)上，且另一端通過連通孔(79)與所述中繼開口(41)相連，其中的該連通孔(79)以貫通的方式制在所述內(nèi)套管(61)中。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的夾緊裝置，其特征在于設(shè)置了多個所述通流孔(38)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的夾緊裝置，其特征在于多個所述通流孔(38)是沿圓周方向設(shè)置的。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的夾緊裝置，其特征在于所述流體通道(40)與制在圓周方向上的槽連通，該槽位于所述內(nèi)套管(61)的所述傾斜外表面(13)、或者所述外套管(71)的所述傾斜內(nèi)表面(17)中的至少一個表面上；所述通流孔(38)處于所述傾斜內(nèi)表面(17)一側(cè)的開口面對著所述槽。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的夾緊裝置，其特征在于在位于所述基準(zhǔn)構(gòu)件(2)中的所述殼體(9)上設(shè)置了牽拉構(gòu)件(21)；該牽拉構(gòu)件(21)能將所述可動構(gòu)件(3)拉向所述基準(zhǔn)構(gòu)件(2)一側(cè)。
26.一種夾緊裝置，其中中心支柱(12)從基準(zhǔn)構(gòu)件(2)突伸出，以便于插入到開口在可動構(gòu)件(3)上的孔洞(5)中；可在徑向上膨脹和收縮的中間構(gòu)件(15)被支撐在所述中心支柱(12)上，并能沿所述中心支柱(12)的軸線移動；在所述中間構(gòu)件(15)的外周面上制有錐形的配合表面(16)，在所述孔洞(5)上形成了錐形的內(nèi)表面(17)，其可與所述錐形的配合表面(16)實現(xiàn)錐形接合；設(shè)置了推進(jìn)裝置(25)，其在緊固所述錐形接合的方向上對所述中間構(gòu)件(15)施壓；以及通流孔(38)開口在所述錐形的配合表面(16)上，當(dāng)所述錐形配合表面(16)與所述錐形內(nèi)表面(17)緊密地接觸時，該通流孔(38)被所述錐形內(nèi)表面(17)封閉。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的夾緊裝置，其特征在于在設(shè)置于所述基準(zhǔn)構(gòu)件(2)中的殼體(9)上設(shè)置了用于輸送加壓流體或排出流體的流體通口(39)；在所述殼體(9)內(nèi)部設(shè)置了流體通道(40)，且該流體通道(40)與所述流體通口(39)相連；所述流體通道(40)上設(shè)置有中繼開口(41)，其位于所述中心支柱(12)的外周面上；以及所述通流孔(38)被設(shè)置成這樣其一端開口在所述錐形的配合表面(16)上，另一端開口在所述中間構(gòu)件(15)的內(nèi)周面上，且另一端面對著所述中繼開口(41)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的夾緊裝置，其特征在于設(shè)置了多個所述通流孔(38)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的夾緊裝置，其特征在于多個所述通流孔(38)是沿圓周方向設(shè)置的。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的夾緊裝置，其特征在于所述流體通道(40)與制在圓周方向上的槽連通，該槽位于所述中間構(gòu)件(15)的所述內(nèi)周面、或者所述中心支柱(12)的所述外周面中的至少一個表面上；以及所述通流孔(38)處于所述中間構(gòu)件(15)內(nèi)周面一側(cè)的開口面對著所述槽。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的夾緊裝置，其特征在于在位于所述基準(zhǔn)構(gòu)件(2)中的所述殼體(9)上設(shè)置了牽拉構(gòu)件(21)；以及該牽拉構(gòu)件(21)能將所述可動構(gòu)件(3)拉向所述基準(zhǔn)構(gòu)件(2)一側(cè)。
32.一種夾緊裝置，其特征在于中心支柱(12)從基準(zhǔn)構(gòu)件(2)突伸出，以便于插入到開口在可動構(gòu)件(3)上的孔洞(5)中；可在徑向上膨脹和收縮的中間構(gòu)件(15)被支撐在所述可動構(gòu)件(3)的支撐孔(92)上，并能沿該支撐孔(92)的軸線移動；在所述中間構(gòu)件(15)的內(nèi)周面上形成了錐形的內(nèi)表面(17)，其構(gòu)成了所述孔洞(5)，在所述中心支柱(12)上形成了錐形的配合表面(16)，其可與所述錐形的內(nèi)表面(17)實現(xiàn)錐形接合；設(shè)置了推進(jìn)裝置(25)，其在緊固所述錐形接合的方向上對所述中間構(gòu)件(15)施壓，；以及通流孔(38)開口在所述錐形的配合表面(16)上，當(dāng)該錐形配合表面(16)與所述錐形內(nèi)表面(17)緊密地接觸時，該通流孔(38)被所述錐形內(nèi)表面(17)封閉。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的夾緊裝置，其特征在于設(shè)置了多個所述通流孔(38)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的夾緊裝置，其特征在于多個所述通流孔(38)是沿圓周方向設(shè)置的。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的夾緊裝置，其特征在于在位于所述基準(zhǔn)構(gòu)件(2)中的殼體(9)上設(shè)置了牽拉構(gòu)件(21)；以及該牽拉構(gòu)件(21)能將所述可動構(gòu)件(3)拉向所述基準(zhǔn)構(gòu)件(2)一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種夾緊裝置。插塞部分(27)從基準(zhǔn)構(gòu)件(2)突伸出，以便于可被插入到開口在可動構(gòu)件(3)上的孔洞(5)中。在插塞部分(27)的外周面上制有配合表面(16)，該表面能與孔洞(5)的內(nèi)周面進(jìn)行配合。按照需要，在配合表面(16)上制有多個通流孔(38)，且當(dāng)配合表面(16)與孔洞(5)的內(nèi)周面緊密接觸時，通流孔(38)被孔洞(5)的內(nèi)周面封閉。輸送給流體通口(39)的加壓流體被從通流孔(38)噴射出。
文檔編號B23Q1/00GK1849197SQ20048002579
公開日2006年10月18日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月8日
發(fā)明者春名陽介 申請人:克斯美庫股份有限公司